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一直到現(xiàn)在,安防界的權(quán)威人士對安防監(jiān)控技術(shù)的學(xué)科性質(zhì)還認(rèn)識不清,因而制訂安防專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃時,都沒有開設(shè)光電信息技術(shù)這一安防技術(shù)的基礎(chǔ)課程,所以在安防領(lǐng)域的專家與技術(shù)人員撰寫的文章與安防書籍中。
現(xiàn)代技術(shù)綜合應(yīng)用的科學(xué)
安防監(jiān)控技術(shù)是現(xiàn)代技術(shù)綜合應(yīng)用的科學(xué)技術(shù)
眾所周知,一直以來,安全防范技術(shù)涉及的學(xué)科領(lǐng)域多、范圍廣,過去一直是將光電、電子、計(jì)算機(jī)等學(xué)科技術(shù)和設(shè)備拿來構(gòu)成安全防范系統(tǒng),因此它是光電等學(xué)科技術(shù)的一門應(yīng)用技術(shù)。尤其是光電信息技術(shù)學(xué)科,如安全防范系統(tǒng)的前端的圖像傳感器、防盜、防火探測器主要是CCD和CMOS光電成像器件,以及各種光電與熱電探測器件(現(xiàn)進(jìn)一步發(fā)展到各種光纖傳感器),其終端的記錄與顯示是光電存儲器和各種電光轉(zhuǎn)換器件與發(fā)光器件構(gòu)成的顯示設(shè)備,以及可見與不可見光照明光源,還有傳輸圖像信息用的光纖、紅外光傳輸,夜視,以及光電圖像的視頻處理、識別與跟蹤系統(tǒng)等,都是光電信息技術(shù)中的內(nèi)容,所以,安防技術(shù)實(shí)質(zhì)上主要是光電信息技術(shù)在安全技術(shù)防范系統(tǒng)中的一門應(yīng)用科學(xué)技術(shù)。當(dāng)然,安防系統(tǒng)的控制部分,要用到計(jì)算機(jī)技術(shù),電路部分要用到電子技術(shù),設(shè)備的裝配、定位與機(jī)殼的設(shè)計(jì)制備又牽涉到機(jī)械技術(shù)等。因此,安防技術(shù)可以說是,一個集光電、電子、計(jì)算機(jī)、通信、機(jī)械等為一體的多學(xué)科的邊緣和多學(xué)科交叉的綜合性應(yīng)用的高新技術(shù)。廣義地說,安防監(jiān)控技術(shù)是現(xiàn)代技術(shù)綜合應(yīng)用的科學(xué)技術(shù);狹義地說,安防監(jiān)控技術(shù)是光電信息技術(shù)的應(yīng)用科學(xué)技術(shù)。
目前,傳統(tǒng)的學(xué)科界限和專業(yè)界限變得越來越淡化,各種高新技術(shù)的交叉滲透和融合,將是一門新技術(shù)如安防監(jiān)控技術(shù)未來發(fā)展的總趨勢。因此,安防監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者,要密切注意各領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,要不斷釆用先進(jìn)而成熟的技術(shù),不斷充實(shí)智能化功能,以完善系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。值得指出的是,在綜合應(yīng)用各種新技術(shù)的同時,必須要注意探測、響應(yīng)、延遲三個基本要素的協(xié)調(diào);技防、物防、人防三種基本手段的配合,這樣才能真正有效地達(dá)到安全防范的目的。
隨著光電信息技術(shù)、微電子、微計(jì)算機(jī)及數(shù)字視頻技術(shù)的發(fā)展,安防監(jiān)控技術(shù)已由傳統(tǒng)的模擬式而走向高度集成的小型化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化,并正向著集成化、高清化、智能化的方向發(fā)展。目前,安防監(jiān)控技術(shù)已從前臺管理走向后臺處理。在許多數(shù)字視頻設(shè)備中,將具有圖像特征提取、處理與識別的功能,如通過圖像分析實(shí)現(xiàn)運(yùn)動探測和報(bào)警、人與車輛等的異常行為的探測與報(bào)警等,使安防技術(shù)具備智能化。目前,安防技術(shù)已從應(yīng)用各學(xué)科技術(shù)的經(jīng)典模式向以圖像處理、識別與跟蹤為核心的安防技術(shù)本身特點(diǎn)所需的現(xiàn)代智能化模式的轉(zhuǎn)變。因此,也可以說,安全防范技術(shù)學(xué)科巳由光電等其他學(xué)科的應(yīng)用技術(shù),發(fā)展成為一專門的學(xué)科技術(shù)。下面就論述一下這一學(xué)科的發(fā)展與形成。
安全防范技術(shù)學(xué)科的發(fā)展與形成
大家知道,一個完整的安防監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具有以下三個最基本的要素。
(1)入侵探測。即能及時發(fā)現(xiàn)防范區(qū)域內(nèi)的各種異?,F(xiàn)象。安防系統(tǒng)探測的對象主要是人及其行為。非法的行為我們稱為入侵,所以安防系統(tǒng)的探測又稱為入侵探測。實(shí)現(xiàn)探測的設(shè)備為報(bào)警(探測)器,紅外探測和微波探測是最常用的探測技術(shù)。早期探測器設(shè)計(jì)得很簡單,如被動紅外探測器,與門控用和節(jié)水用的紅外傳感器沒有什么差別,因此、誤報(bào)警率很高。其他一些報(bào)警器也是如此,所以誤報(bào)警率高,成了困擾早期安防系統(tǒng)的一大難題。
(2)視頻監(jiān)控。安防系統(tǒng)要能對探測的結(jié)果做出評價(jià)(判斷其真?zhèn)危?,要能控制事件發(fā)生的過程,了解事件處置的結(jié)果,必須具備監(jiān)控的手段。在早期安防系統(tǒng)中用聲音來進(jìn)行監(jiān)控較多,成本也比較低廉。隨著電視技術(shù)的成熟和普及,視頻圖像監(jiān)控成了主要的手段。由于圖像信息量大、實(shí)時性好,并具有主動探測的能力,逐漸成了安防系統(tǒng)的核心技術(shù),因而在安防系統(tǒng)中占有很大的比重?,F(xiàn)在只要有安防,就必有視頻監(jiān)控,這已成了定式。
(3)周界管理和出入控制。周(邊)界是安防系統(tǒng)需要明確的防范區(qū)域,即通過各種物理的、技術(shù)的手段,組成一個封閉的周界,并通過與周界結(jié)合的出入口,對人、物的出入進(jìn)行管理和控制。安防系統(tǒng)應(yīng)保證合法出入防范區(qū)域的人和物的通暢,有效發(fā)現(xiàn)和阻止非法的出入。顯然,門禁是適合出入控制的常用設(shè)備。高強(qiáng)度的門,配高安全的(防盜)鎖是最古老的門禁設(shè)備,釆用電子或光電技術(shù)的方法控制、釆用特征識別技術(shù)的系統(tǒng)是現(xiàn)代門禁的典型方式,但兩者的構(gòu)成要素是相同的。
當(dāng)安全表現(xiàn)為一種明顯的社會需求,釆用拿來主義,借鑒和應(yīng)有相關(guān)的技術(shù),很快實(shí)現(xiàn)安全的基本要素,滿足社會的安全需求是自然的事,是必然的過程。但是這種方式一定會陸續(xù)發(fā)現(xiàn)一些嚴(yán)重的問題和不足。就像上面提到的誤報(bào)警率高的問題。于是,人們開始改造這些拿來的技術(shù),形成安防技術(shù)的研究方向,從而開始出現(xiàn)安防特有的技術(shù)和產(chǎn)品。這就是安防技術(shù)發(fā)生、發(fā)展的軌跡。下面我們做一簡單的歸納和總結(jié)。
一項(xiàng)技術(shù)(產(chǎn)品)被用于安全的目的,由此產(chǎn)生了功能、結(jié)構(gòu),以及系統(tǒng)運(yùn)行管理上的特點(diǎn),這些特點(diǎn)是由安全目標(biāo)的特殊性、安防系統(tǒng)探測對象的特殊性所決定,它包括特殊的功能和性能要求、特定的體系結(jié)構(gòu)(應(yīng)用模式),以及特別的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和方法。為適應(yīng)這些特點(diǎn)所進(jìn)行的研究,成為安防技術(shù)研究的一個方向,這種一個個的方向,就構(gòu)成了安防技術(shù)的體系,從而產(chǎn)生了安防系統(tǒng)的專用的技術(shù)與產(chǎn)品。
視頻監(jiān)控就是一門被用于安全的技術(shù),早期的應(yīng)用就是實(shí)時監(jiān)視,作為報(bào)警系統(tǒng)的復(fù)核手段,如同一般工業(yè)電視系統(tǒng)。逐漸地,人們開始開發(fā)它更多的功能,以滿足安全特殊的要求。利用視頻監(jiān)控人在特殊環(huán)境下獲得圖像信息,于是岀現(xiàn)了日/夜轉(zhuǎn)換、紅外攝像、特殊的防護(hù)裝置等高靈敏度、適應(yīng)嚴(yán)酷環(huán)境的安防專用攝像設(shè)備;而數(shù)字視頻技術(shù)的出現(xiàn),極大地促進(jìn)了視頻監(jiān)控在安防系統(tǒng)中的應(yīng)用,從而產(chǎn)生了專門應(yīng)用于安防系統(tǒng)的產(chǎn)品和系統(tǒng),如數(shù)字視頻記錄設(shè)備(DVR)、視頻網(wǎng)關(guān)、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)等。這些產(chǎn)品和應(yīng)用模式是安防系統(tǒng)所獨(dú)具的,是為滿足安全需求而產(chǎn)生的。隨著數(shù)字視頻應(yīng)用的深入,實(shí)時監(jiān)控已不能滿足安全的需求了,對圖像的自動分析、理解、識別,使之具有探測和預(yù)警功能,而成為視頻監(jiān)控技術(shù)主要的研究方向,也成為拉動安防技術(shù)發(fā)展的主導(dǎo)技術(shù)。因此,雖然可以說安防系統(tǒng)是電視技術(shù)的一個重要的應(yīng)用領(lǐng)域,但也可以說,視頻監(jiān)控(特別是上述的專用技術(shù)和產(chǎn)品)己是安防技術(shù)的一個重要的或者主要的部分。
其他一些技術(shù)也是如此,如紅外探測技術(shù)是最早應(yīng)用在安全領(lǐng)域的探測手段,但是安防系統(tǒng)的特殊要求(探測的真實(shí)性)促使安防科技人員進(jìn)行了探測單元結(jié)構(gòu)、信號處理技術(shù)上的改進(jìn)和專業(yè)化的設(shè)計(jì),使之成為獨(dú)具特色的入侵探測設(shè)備和系統(tǒng)。
一門應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展,除了要充分利用其他通用技術(shù)提供的基礎(chǔ)外,注意突出自己的特點(diǎn)是很重要的。凡事預(yù)則立,不預(yù)則廢,突出了特點(diǎn),就找到了方向,就會有許多課題擺在我們面前。以往,我們比較注意強(qiáng)調(diào)安全應(yīng)用的特點(diǎn),或強(qiáng)調(diào)安全應(yīng)用目的的重要性,用一種神秘感和特殊性把安防技術(shù)隱蔽起來。這樣會忽略了去尋找和建立(形成)技術(shù)上的特點(diǎn),從而影響了安防技術(shù)自身的發(fā)展。
突出安防技術(shù)的特點(diǎn),就是要深層次地理解安全的需求。要探索安全領(lǐng)域潛在的需求,加強(qiáng)應(yīng)用基礎(chǔ)研究,加強(qiáng)前沿學(xué)科的研究和探索,實(shí)現(xiàn)技術(shù)導(dǎo)向,促進(jìn)安防技術(shù)的發(fā)展。安防技術(shù)是在其他學(xué)科的基礎(chǔ)上,在通用的技術(shù)環(huán)境下(技術(shù)、平臺、芯片等)發(fā)展起來的,逐漸地形成了自己的產(chǎn)品和系統(tǒng),形成了自己的特點(diǎn)和專門的技術(shù)方向。在這些方向上開展的基礎(chǔ)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究,將會產(chǎn)生安防所特有的技術(shù)、平臺、芯片等。這時我們會說,安防技術(shù)是一門獨(dú)立的學(xué)科,而這個學(xué)科最主要的特點(diǎn)是處于其他學(xué)科的邊緣和多學(xué)科交叉。
隨著光電信息技術(shù)、微電子、微計(jì)算機(jī)及數(shù)字視頻技術(shù)的發(fā)展,安防技術(shù)已由傳統(tǒng)的模擬式而走向高度集成的小型化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化,并正向著高清化、智能化發(fā)展。并且,已開始從前臺管理向后臺處理等方面發(fā)展。不久,在許多數(shù)字視頻設(shè)備中將具有圖像識別和特征提取的功能,如通過圖像分析實(shí)現(xiàn)運(yùn)動探測和報(bào)警、人與車輛等的異常行為的探測與報(bào)警等,使安防技術(shù)具備智能化。尤其美國9-11,以及英國爆炸案等事件的發(fā)生,更加促使安全防范技術(shù)學(xué)科的誕生和發(fā)展。目前,安防技術(shù)己從應(yīng)用各學(xué)科技術(shù)的經(jīng)典模式向以圖像處理、識別與跟蹤為核心的安防技術(shù)本身特點(diǎn)所需的現(xiàn)代智能化模式的轉(zhuǎn)變。安全防范技術(shù)學(xué)科已由光電等其他學(xué)科的應(yīng)用技術(shù),發(fā)展成為一專門的獨(dú)立的學(xué)科技術(shù)。
所謂安防技術(shù),即安全防范(SecurityProtection,SP)技術(shù)的簡稱,其技術(shù)系統(tǒng)經(jīng)歷了由簡單到復(fù)雜、由分散到組合與集成的發(fā)展變化。目前,安全防范技術(shù)系統(tǒng)是,集視頻監(jiān)控、入侵探測與防盜防火報(bào)警、岀入口目標(biāo)識別與控制、樓宇對講與訪客査詢、保安巡更與治安管理、電子警察與智能交通、實(shí)體防護(hù)與安檢、汽車場管理,以及系統(tǒng)綜合的網(wǎng)絡(luò)化高清化智能化的監(jiān)控與管理的安防技術(shù)體系。因此,安防技術(shù)學(xué)科實(shí)際上主要由視頻監(jiān)控技術(shù)、入侵探測與防盜防火報(bào)警技術(shù)、出入口目標(biāo)識別與控制技術(shù)三大部分組成。至于綜合系統(tǒng)后面的幾項(xiàng),均可分別納入這三大部分之中。如樓宇對講與訪客査詢、電子警察與智能交通可納入視頻監(jiān)控技術(shù);保安巡更與治安管理可納入入侵探測與防盜防火報(bào)警技術(shù);實(shí)體防護(hù)與安檢、汽車場管理可納入岀入口目標(biāo)識別與控制技術(shù)之中等。
光電信息技術(shù)
安防監(jiān)控技術(shù)的基礎(chǔ)是光電信息技術(shù)
由上可知,雖然安防技術(shù)可以說是,一個集光電、電子、計(jì)算機(jī)、通信、機(jī)械等為一體的多學(xué)科的邊緣和多學(xué)科交叉的綜合性應(yīng)用的高新技術(shù)。但是,它實(shí)際上主要是光電信息技術(shù)學(xué)科的應(yīng)用學(xué)科技術(shù)。因?yàn)槟惴_光電信息工程專業(yè)的光電信息技術(shù)課的教材,其中每一章都與安防監(jiān)控技術(shù)有關(guān),是安防監(jiān)控設(shè)備與系統(tǒng)的核心,是學(xué)好安防監(jiān)控技術(shù)的基礎(chǔ)(而電子、計(jì)算機(jī)等專業(yè)找不到任何課程是這樣)。如果先學(xué)好了這一基礎(chǔ)課程,再去學(xué)安防監(jiān)控設(shè)備與系統(tǒng),就簡單而容易多了:并且也絕對不會出現(xiàn)說:可見光的波長是0?720ns之間;紅外波長是大于700MM,0.7uM;CCD是光耦器件;被動紅外探測器用來感光的是CCD;鏡頭是傳感的、輪巡的、監(jiān)控的……等可笑錯誤(參見后面的150條)。
大家知道,過去與現(xiàn)在從事安防技術(shù)的工作人員,大多是一些學(xué)電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)等專業(yè)的,而幾乎沒有光電信息技術(shù)類專業(yè)的畢業(yè)生。這一方面是電子或計(jì)算機(jī)專業(yè)是老專業(yè),畢業(yè)的學(xué)生多;而光電信息是邊緣學(xué)科的新專業(yè),畢業(yè)的學(xué)生少。另一方面是,各安防公司的老總也未看清安防技術(shù)最主要是光電信息技術(shù)的應(yīng)用技術(shù),因而造成安防技術(shù)的工作幾乎沒有光電信息技術(shù)類專業(yè)的人員。所以,這些人員缺乏光電信息技術(shù)的基本理論知識,因而在說話、寫文章、甚至未經(jīng)嚴(yán)格審查的產(chǎn)品說明與出版的書籍等中,都出現(xiàn)這樣那樣的概念混淆與錯誤。尤其在安防雜志與網(wǎng)站的技術(shù)文章中,因?yàn)槭歉靼卜拦居邢喈?dāng)?shù)匚簧踔吝€可能被安上"專家”的技術(shù)人員寫的文章,其他人員再轉(zhuǎn)抄,加上搞傳媒編輯的人員大多是學(xué)文科的,而某些雜志又不像一些專業(yè)核心期刊那樣,把技術(shù)文章送真正的專家審核把關(guān),編輯們又看不懂有否技術(shù)問題,也只能在文字與格式上做一點(diǎn)修改,就是有錯誤也照登,所以錯誤就一犯再犯,使傳媒雜志與網(wǎng)站的技術(shù)質(zhì)量不高(一般,凡是期刊的技術(shù)稿件,都應(yīng)請技術(shù)專家審核把關(guān))。